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第一章 化学电源概论 1

第一节 绪论 1

一、化学电源发展史 1

二、化学电源的分类 2

三、90年代的化学电源 4

第二节 化学电源的组成及工作原理 11

一、化学电源的组成 11

二、化学电源的工作原理 12

第三节 化学电源的性能 14

一、原电池的电动势 14

二、电池的内阻 18

三、电池的开路电压与工作电压 21

四、电池的容量与比容量 25

五、电池的能量与比能量 28

六、电池的功率与比功率 33

七、电池的贮存性能和循环寿命 36

第四节 化学电源中的多孔电极 40

一、多孔电极的意义 40

二、两相多孔电极 41

三、三相多孔电极 47

第二章 锌-二氧化锰电池 61

第一节 概述 61

一、二氧化锰电极的阴极还原过程 64

第二节 二氧化锰电极 64

二、二氧化锰的晶型结构和性能 76

三、锰粉种类和简单生产工艺 77

第三节 锌电极 79

—、干电池中锌的电位-pH图关系 79

二、锌的阳极反应 79

第四节 锌-二氧化锰电池的电解液 81

一、NH4+、Zn2+对正极电极电位的影响 82

二、NH4+、Zn2+对负极电极电位的影响 84

三、电解液pH值对MnO2还原过程的影响 86

一、锌-二氧化锰电池的开路电压和工作电压 87

第五节 锌-二氧化锰电池的主要中性能 87

二、锌-二氧化锰电池的欧姆内阻 90

三、锌-二氧化锰干电池的容量及其影响因素 90

四、锌-二氧化锰电池的贮存性能 92

第六节 锌-二氧化锰电池生产工艺的分析 97

一、浆糊式锌锰厂电池生产工艺的分析 97

二、纸板电池的制造 102

三、簿膜电池 104

第七节 高氯化锌电池 105

第八节 碱性锌-二氧化锰电池 111

一、碱性锌-二氧化锰电池 111

二、碱性锌-二氧化锰电池结构 113

三、正极工作原理 115

四、可再充电性能 116

第三章 铅酸蓄电池 119

第一节 概述 119

一、铅酸蓄电池的种类 119

二、铅酸蓄电池产品型号 122

三、铅酸蓄电池的结构 124

四、铅酸蓄电池生产流程 126

第二节 铅酸蓄电池的热力学基础 126

一、电池反应 126

二、电池的电动势及电极电位 128

三、铅-硫酸水溶液的电位-pH图 134

一、板栅的作用 141

第三节 板栅及其制造 141

二、铅锑合金相图分析 144

三、正极板栅的腐蚀 148

四、正极板栅的变形 154

五、铅-锑合金的改进 155

六、低锑与无锑合金板栅 156

第四节 铅粉的制造 163

一、铅粉形成过程 164

二、铅粉的性能 165

第五节 正极活性物质 166

一、正极充放电机理 166

二、二氧化铅变体的晶型结构及其有关性能 169

三、二氧化铅变体形成与转变的条件 172

四、二氧化铅活生物质的性能变化 173

第六节 负极活性物质 176

一、铅电极的充放电机理与钝化问题 176

二、负极添加剂 178

三、硫酸盐化及其防止方法 181

第七节 生极板的制造 182

一、铅膏 182

二、淋酸 184

三、固化、干燥过程 185

第八节 极板的化成 186

二、化成时的电化学反应 187

一、化成时的化学反应 187

三、化成时槽压和电极电位的变化 189

四、化成时极板中铅膏的变化过程 193

五、化成的工艺条件 194

六、化成及后处理 195

七、干式荷电极板 196

第九节 电池的装配 199

第十节 铅酸蓄电池的性能 200

一、电池的内阻 200

二、充放电特性 202

三、容量 206

四、电池的贮存性能和充电保持能力 209

五、铅酸蓄电池的耐久能力 212

第十一节 铅酸蓄电池的发展方向 213

第四章 碱性电池 215

第—节 隔-镍电池 215

一、概述 215

二、镉-镍电池的工作原理 216

三、镉—镍电池的电性能 227

四、有极板盒式镉-镍蓄电池的制造 232

五、烧结式镉-镍蓄电池 238

六、镉-镍密封蓄电池 242

七、圆柱箔式密封镉-镍蓄电池 251

一、概述 258

第二节 锌-氧化银电池 258

二、氧化银电极 261

三、锌电极 266

四、锌-氧化银电池的制造工艺 274

五、锌-氧化银电池的性能和寿命 288

六、锌-氧化银电池的改进方向 297

第三节 其它碱性电池 297

一、铁-镍蓄电池 297

二、镉-氧化银蓄电池 302

三、锌-氧化汞电池 304

一、锂电池的特点 306

第一节 概述 306

第五章 锂电池 306

二、锂电池的分类 307

第二节 锂有机电解质电池 309

一、有机电解质溶液 309

二、有机电解质溶液电池 315

第三节 锂无机电解质电池 328

第四节 常温锂二次电池简述 333

第六章 燃料电池 336

第一节 概述 336

一、燃料电池的发展历史 336

二、燃料电池的工作原理及分类 336

三、燃料电池的研制方向及发展 340

第二节 烧料电池的热力学 344

一、燃料电池的电动势 344

二、燃料电池的效率 346

第三节 烧料电池的动力学 352

一、燃料电池出的工作电压 352

二、燃料电池的输出功率 353

三、燃料电池动力学的核心问题 355

第四节 电催化 356

一、电催化作用 356

二、氢的阳极氧化 362

三、氧的阴极还原 367

第五节 烧料电池的工作 374

一、燃料的生产和提纯 375

二、电池组电路排列气液供应 376

三、水的生成及排除 377

四、热的生成及排除 380

第六节 烧料电池系统 380

一、磷酸型燃料电池 382

二、熔融碳酸盐燃料电池 385

三、固体电解质燃料电池 388

第一节 钠硫电池 389

一、概述 389

第七章 其它化学电源 389

二、钠硫电池的工作原理 390

三、导电陶瓷隔膜 397

四、存在问题及发展趋向 399

第二节 固体电解质电池 400

一、概述 400

二、常温型固体电解质的离子导电机理 401

三、常温型体电解质电池 406

第三节 热电池 409

一、概述 409

二、电池结构 410

三、工作原理 412

第一节 电池设计准备 424

第八章 化学电源设计 424

一、材料来源 425

二、电池特性的决定因素 425

三、电池性能 440

四、电池工艺 443

五、环境保护 444

第二节 电池最佳设计的基本规则 445

一、电池零部件的主要设计要求 445

二、电池体积的类似偏摩效应 446

第三节 一般电池设计的基本步骤 447

一、确定组合电池中单体电池数目、单体电池工作电压与工作电流密度 447

四、计算电池正负极活性物质的用量 448

二、计算电极总面积和电极数目 448

三、计算电池容量 448

五、计算电池正负极板平均厚度 449

六、电池隔膜(隔板)材料的选择及其厚度、层数的确定 450

七、确定电解液的浓度及用量 451

八、确定电池的装配松紧度及单体电池容器尺寸 451

第四节 设计举例 451

一、单确定体电池数目 452

二、单体电池的设计 452

三、板栅的设计 455

四、电解液的计算 459

第五节 板栅设计的最优化 461